Τα φυτοφάρμακα χρησιμοποιούνται ευρέως στη σύγχρονη γεωργία παγκοσμίως, με σκοπό την αύξηση της αγροτικής παραγωγής και βελτίωση της ποιότητας των γεωργικών προϊόντων. Η μη σωστή χρήση τους όμως οδηγεί στη συσσώρευση υπολειμμάτων αυτών στα φυτά και δημιουργεί δυσμενείς επιπτώσεις στο περιβάλλον και στην ανθρώπινη υγεία. Το πορτοκάλι είναι ένα εσπεριδοειδές φρούτο με σημαντική θρεπτική αξία στη διατροφή του ανθρώπου και μεγάλη εμπορική αξία στο παγκόσμιο εμπόριο. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε αναπτυξη και επικύρωση μίας πολυϋπολειμματικής μεθόδου για τον προσδιορισμό καταλοίπων φυτοφαρμάκων σε νωπά πορτοκάλια.
Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε μέθοδος προσδιορισμού φυτοφαρμάκων σε δείγματα πορτοκαλιών. Τα εκχυλίσματα που προέκυψαν από την προκατεργασία, αναλύθηκαν σε συστήματα υγροχρωματογραφίας αντίστροφης φάσης συζευγμένης με υβριδικό αναλυτή φασματομετρίας μάζας τύπου τετραπόλου χρόνου πτήσης (reversed-phase liquid chromatography quadrupole-time-of-flight mass spectrometry, RPLC-QTOF-MS) σε θετικό και αρνητικό ιοντισμό με πηγή ηλεκτροψεκασμού (electrospray ionization, ESI) και αεριοχρωματογραφίας συζευγμένης με υβριδικό αναλυτή φασματομετρίας μάζας τύπου τετραπόλου χρόνου πτήσης (gas chromatography quadrupole-time-of-flight mass spectrometry (GC-QTOF-MS) σε θετικό ιοντισμό με πηγή χημικού ιοντισμού ατμοσφαιρικής πίεσης (Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI). H μέθοδος επικυρώθηκε και αξιολογήθηκαν τα χαρακτηριστικά ποιότητάς της σύμφωνα με την οδηγία της Ευρωπαϊκής Επιτροπής SANTE/11813/2017, ως προς τη γραμμικότητα, ορθότητα και πιστότητα. Προσδιορίσθηκαν τα όρια ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης της μεθόδου και του οργάνου καθώς επίσης εκτιμήθηκε το φαινόμενο επίδρασης της μήτρας.
Επιπλέον, δημιουργήθηκε μια ψηφιακή βιβλιοθήκη που περιείχε την πληροφορία για την σάρωση των αναλυτών με την μέθοδο GC-APCI-QTOF.
10
Ακόμα, εξετάστηκαν πορτοκάλια του εμπορίου για την ύπαρξη υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων. Εκτιμήθηκε αν τα πορτοκάλια της αγοράς τηρούσαν την ισχύουσα νομοθεσία. Επίσης διερευνήθηκε η πιθανή κατανομή των συγκεντρώσεων των φυτοφαρμάκων στα διάφορα μέρη του πορτοκαλιού όπως η φλούδα, η σάρκα και ο χυμός.
Συμπερασματικά, η φασματομετρία μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο πλαίσιο της ρουτίνας της ανάλυσης των φυτοφαρμάκων. Όσον αφορά τα κριτήρια απόδοσης της μεθόδου, η βέλτιστη γραμμικότητα για τους περισσότερους αναλύτες ελήφθη για θετικό ιονισμό με LC-ESI-QTOF. Όσον αφορά την πιστότητα, ο θετικός ιονισμός με LC-ESI-QTOF και GC-APCI-QTOF αποδείχθηκε ισοδύναμος. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα όρια ποσοτικοποίησης της μεθόδου ήταν κάτω από τα ευρωπαϊκά ανώτατα όρια καταλοίπων για τους επικυρωμένους αναλύτες. Σε θετικό ιοντισμό με LC-ESI-QTOF για τους περισσότερους αναλύτες παρατηρήθηκε καταστολή του σήματος, ενώ με GC-APCI-QTOF παρατηρήθηκε ενίσχυση του σήματος. Στα δείγματα πορτοκαλιών του εμπορίου ανιχνεύθηκαν επτά κατάλοιπα φυτοφαρμάκων που ήταν κάτω από τα ανώτατα όρια καταλοίπων. Ωστόσο, κατάλοιπα φυτοφαρμάκου Pyriproxyfen ανιχνεύθηκαν σε οργανικά δείγματα. Μεγαλύτερες συγκεντρώσεις υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων Chlorpyrifos ανιχνεύθηκαν στην φλούδα πορτοκαλιού.Pesticides are widely used worldwide due to modern agriculture, to increase agricultural production and improve the quality of agricultural products. Ιncorrect use of them leads to accumulation of residues in plants and adversely affects the environment and human health. Orange is a citrus fruit with an important nutritional value in human nutrition and a great commercial value in world trade. In this study, development and validation of a multi-residue method for the determination of pesticide residues in fresh oranges was achieved.
More specifically, a method for the determination of pesticides in orange samples was developed and applied. The resulting extracts from the pretreatment were analyzed in systems of reversed phase liquid chromatography coupled to hybrid mass spectrometry analyzer of type quadrupole time of flight (RPLC-QTOF-MS) in positive and negative ionization with an electrospray source (ESI), and gas chromatography coupled to hybrid mass spectrometry analyzer of type quadrupole time of flight (GC-QTOF-MS) in positive ionization with a source of Atmospheric Pressure Chemical Ionization (APCI). The method was validated and its performance characteristics were evaluated, in accordance with the European Commission Directive SANTE / 11813/2017 on linearity, accuracy and precision while the limits of detection and quantification of the method and instrument were determined and matrix effect was estimated.
In addition, a digital library was created which contained the information for scanning of the analytes using the GC-APCI-QTOF method. Moreover, commercial oranges were analysed for pesticide residues. We evaluated if the commercial oranges were in compliance with legislation. Potential distribution of pesticide concentrations in the different parts of oranges such as peel, flesh and juice for was also investigated.
In conclusion, high resolution mass spectrometry can be used in the context of routine pesticide residues analysis. As far as the performance criteria of
8
the method is concerned, the optimum linearity for the most of the analytes was obtained for positive ionization with LC-ESI-QTOF. Concerning presicion, positive ionization with LC-ESI-QTOF and GC-APCI-QTOF proved to be equivalent. It is noteworthy that the LOQs of the method were below European MRLs for validated analytes. In positive ionization with LC-ESI-QTOF signal suppression for most of the analytes was observed, while signal enhancement was observed in GC-APCI-QTOF. In commercial orange samples, seven pesticide residues were detected that were below MRLs. However pesticide residues of Pyriproxyfen were detected on organic samples. Higher concentrations of pesticide residues of Chlorpyrifos were detected in the orange peel
